《有限元基础教程》_【ANSYS算例】3.2.5四杆桁架结构的有限元分析(GUI)及命令流

【ANSYS算例】3.2.5(3)四杆桁架结构的有限元分析下面针对【典型例题】3.2.5(1)的问题，在ANSYS平台上，完成相应的力学分析。即如图3-8所示的结构，各杆的弹性模量和横截面积都为4229.510N/mmE,2100mmA，基于ANSYS平台，求解该结构的节点位移、单元应力以及支反力。图3-8四杆桁架结构解答对该问题进行有限元分析的过程如下。以下为基于ANSYS图形界面(graphicuserinterface，GUI)的菜单操作流程；注意：符号“→”表示针对菜单中选项的鼠标点击操作。关于ANSYS的操作方式见附录B。1．基于图形界面的交互式操作(stepbystep)(1)进入ANSYS(设定工作目录和工作文件)程序→ANSYS→ANSYSInteractive→Workingdirectory(设置工作目录)→Initialjobname(设置工作文件名):planetruss→Run→OK(2)设置计算类型ANSYSMainMenu:Preferences…→Structural→OK(3)选择单元类型ANSYSMainMenu:Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete…→Add…→Link：2Dspar1→OK(返回到ElementTypes窗口)→Close(4)定义材料参数ANSYSMainMenu:Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels→Structural→Linear→Elastic→Isotropic:EX:2.95e11(弹性模量)，PRXY:0(泊松比)→OK→鼠标点击该窗口右上角的“”来关闭该窗口(5)定义实常数以确定单元的截面积ANSYSMainMenu:Preprocessor→RealConstants…→Add/Edit/Delete→Add→Type1→OK→RealConstantSetNo:1(第1号实常数),AREA:1e-4(单元的截面积)→OK→Close(6)生成单元ANSYSMainMenu:Preprocessor→Modeling→Creat→Nodes→InActiveCS→Nodenumber1→X:0,Y:0,Z:0→Apply→Nodenumber2→X:0.4,Y:0,Z:0→Apply→Nodenumber3→X:0.4,Y:0.3,Z:0→Apply→Nodenumber4→X:0,Y:0.3,Z:0→OKANSYSMainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Elements→ElemAttributes（接受默认值）→Usernumbered→Thrunodes→OK→选择节点1，2→Apply→选择节点2，3→Apply→选择节点1，3→Apply→选择节点3，4→Apply→OK(7)模型施加约束和外载添加位移的约束，分别将节点1X和Y方向、节点2Y方向、节点4的X和Y方向位移约束。ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→OnNodes→用鼠标选择节点1→Apply→Lab2DOFs:UX，UY，VALUE：0→Apply→用鼠标选择节点2→Apply→Lab2DOFs:UY，VALUE：0→Apply→用鼠标选择节点4→Apply→Lab2DOFs:UX,UY，VALUE：0→OK加载集中力ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Force/moment→OnNodes→用鼠标选择结构节点2→Apply→FX，VALUE:20000→Apply→用鼠标选择结构节点3→Apply→FY，VALUE:－25000→OK(9)分析计算ANSYSMainMenu:Solution→Solve→CurrentLS→OK→ShouldTheSolveCommandbeExecuted?Y→Close(Solutionisdone!)→关闭文字窗口(10)结果显示ANSYSMainMenu:GeneralPostproc→PlotResults→DeformedShape…→Def+Undeformed→OK(返回到PlotResults)→ContourPlot→NodalSolu…→DOFsolution→Displacementvectorsum(可以看到位移云图)ANSYSMainMenu:GeneralPostproc→ListResults→Nodalsolution→DOFsolution→Displacementvectorsum(弹出的文本文件显示各个节点的位移)ANSYSMainMenu:GeneralPostproc→ListResults→ReactionSolu→ALLitems→OK(弹出的文本文件显示各个节点反力)(11)退出系统ANSYSUtilityMenu:File→Exit…→SaveEverything→OK2．完整的命令流以下为命令流语句。注意：以“!”打头的文字为注释内容，其后的文字和符号不起运行作用。关于命令流的调用方式见附录B。!%%%%%%%%[典型例题]3.2.5(1)%%%%begin%%%%%%/PREP7!进入前处理/PLOPTS,DATE,0!设置不显示日期和时间!=====设置单元、材料，生成节点及单元ET,1,LINK1!选择单元类型UIMP,1,EX,,,2.95e11,!给出材料的弹性模量R,1,1e-4,!给出实常数(横截面积)N,1,0,0,0,!生成1号节点,坐标(0,0,0)N,2,0.4,0,0,!生成2号节点,坐标(0.4,0,0)N,3,0.4,0.3,0,!生成3号节点,坐标(0.4,0.3,0)N,4,0,0.3,0,!生成4号节点,坐标(0,0.3,0)E,1,2!生成1号单元(连接1号节点和2号节点)E,2,3!生成2号单元(连接2号节点和3号节点)E,1,3!生成3号单元(连接1号节点和3号节点)E,4,3!生成4号单元(连接4号节点和3号节点)FINISH!前处理结束!=====在求解模块中，施加位移约束、外力，进行求解/SOLU!进入求解状态(在该状态可以施加约束及外力)D,1,ALL!将1号节点的位移全部固定D,2,UY，!将2号节点的Y方向位移固定D,4,ALL!将4号节点的位移全部固定F,2,FX,20000,!在2号节点处施加X方向的力(20000)F,3,FY,-25000,!在3号节点处施加Y方向的力(-25000)SOLVE!进行求解FINISH!结束求解状态!=====进入一般的后处理模块/POST1!进入后处理PLDISP,1!显示变形状况FINISH!结束后处理!%%%%%%%%[典型例题]3.2.5(1)%%%%end%%%%%%